下载文档原格式
武汉理工大学《电力系统分析》课程设计说明书目录摘要 (3)1 电力系统短路故障的基本概念 (4)1.1短路故障的概述 (4)1.2 三序网络原理 (5)1.2.1 同步发电机的三序电抗 (5)1.2.2 变压器的三序电抗 (5)1.2.3 架空输电线的三序电抗 (6)1.3 标幺制 (6)1.3.1 标幺制概念 (6)1.2.2标幺值的计算 (7)1.4 短路次暂态电流标幺值和短路次暂态电流 (8)2 简单不对称短路的分析与计算 (9)2.1单相（a相）接地短路 (9)2.2 两相（b,c相）短路 (10)2.3两相（b相和c相）短路接地 (12)2.4 正序等效定则 (14)3 不对称短路的计算的实际应用 (14)3.1 设计任务及要求 (14)3.2 等值电路及参数标幺值的计算 (15)3.3 各序网络的化简和计算 (17)3.3.1 正序网络 (17)3.3.2 负序网络 (19)3.3.3 零序网络 (20)3.4 短路点处短路电流、冲击电流的计算 (20)4 实验结果分析 (21)5 心得体会 (22)6 参考文献 (23)2摘要电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。
在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。
短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。
其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。
电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。
求解不对称短路，首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。
然后制定各序网络。
根据不同的故障类型，确定出以相分量表示的边界条件，进而列出以序分量表示的边界条件，按边界条件将三个序网联合成复合网，由复合网求出故障处各序电流和电压，进而合成三相电流电压。
关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵31电力系统短路故障的基本概念1.1短路故障的概述在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。
1.问题：如何理解电网中的短路概念及出现的各类故障？回答：所谓短路是指电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接时而流过非常大的电流。
其电流值远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。
短路就是不同电位的导电部分之间的低阻性短接，相当于电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。
通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障，会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。
值得注意的是，除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。
图2 电力系统短路的分类电力系统短路可以分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路等。
三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路。
其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。
根据电力系统运行经验表明，单相短路占大多数，上述短路均是指在同一地点短路，实际上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。
图3 故障的分类电网中的故障可以分成两大类：简单故障和复杂故障。
复杂故障一般是指由两种或者两种以上的简单故障组合而成，简单故障又分为对称故障和不对称故障；而不对称故障又可以分为短路故障（横向故障）和断路故障（纵向故障）。
在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。
2.问题：产生短路的原因有哪些？回答：产生短路的原因有很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏。
例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。
（2）气象条件恶化。
例如雷电造成的闪络放电或者避雷针动作，架空线路由于大风或者导线覆冰引起电杆倒塌等。
（3）违规操作。
例如运行人员带负荷拉刀闸。
（4）其他原因。
例如挖沟损伤电缆。
3.问题：短路可能造成的危害有哪些？回答：短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏力，如果导体和它的支架不够坚固，可能遭到难以修复的破坏，短路时由于很大的短路电流流经网络阻抗，必将使网络产生很大的电压损失。
另外，短路类型如果是金属性短路，短路点电压为零，短路点以上各处的电压也要相应降低很多，一旦电压低于额定电压太多的时候就会使供电受到严重影响或者被迫中断，若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行解列，引起严重后果。
自测题（五）—电力系统不对称短路分析计算一、单项选择题（下面每个小题的多个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分）1、分析不对称短路的方法是（）。
A、对称分量法；B、叠加原理；C、运算曲线法；D、节点电压法。
2、短路电流中一定存在零序分量的短路类型是（）。
A、接地短路；B、相间短路；C、不对称短路；D、三相短路。
3、关于不对称短路，下述说法中错误的是（）。
A、对称分量法仅适用于线性电力系统；B、任何不对称短路情况下，短路电流中都存在负序分量；C、相间短路情况下，短路电流中不存在零序分量；D、同短路电流中的非周期分量一样，不对称短路时短路电流中的负序分量和零序分量都将逐渐衰减到零。
4、关于电力元件的正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗阻抗，下述说法中错误的是（）。
A、静止元件的正序阻抗等于负序阻抗；B、旋转元件的正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗严格讲各不相同；C、静止元件的正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗都不相同；D、电抗器正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗相等。
5、关于电力变压器的励磁电抗，下述说法中错误的是（）。
A、不管电力变压器的类型和绕组接线方式如何，其正序励磁电抗和负序励磁电抗都可以视为无限大；B、不管电力变压器的类型和绕组接线方式如何，其零序励磁电抗都可以视为无限大；C、对于三相组式变压器，其正序励磁电抗、负序励磁电抗和零序励磁电抗都可以视为无限大；D、当三相变压器包含有三角形接线绕组时，不管变压器的类型如何，其零序励磁电抗都可以视为无限大。
6、关于架空输电线路的零序阻抗，下述说法中错误的是（）。
A、输电线路的零序阻抗大于正序阻抗；B、双回输电线路的零序阻抗大于单回输电线路的零序阻抗；C、有架空地线的输电线路，其零序阻抗小于无架空地线的同类型架空线路的零序阻抗；D、架空地线的导电性能越好，输电线路的零序阻抗越大。
7、对于下述电力系统的零序等值电路，正确的是（）。
A、B、C、D、8、利用对称分量法分析不对称短路时，基本相的选择原则是（ ）。
第8章电力系统不对称故障的分析和计算8.1 复习笔记一、简单不对称短路的分析各序网络故障点的电压方程式式中，，即是短路发生前故障点的电压。
1．单相（a相）接地短路图8-1-1 单相接地短路（1）边界条件单相接地短路时，故障处的三个边界条件为①用对称分量表示为②用序量表示为（2）短路点电压和电流的各序分量（3）复合序网求解图8-1-2 单相短路的复合序网①短路点故障相电流②短路点非故障相的对地电压（4）相量图分析图8-1-3 单相接地短路时短路处的电流电压相量图和都与方向相同、大小相等，比超前90º，而和比落后90º。
①当X ff（0）→0时，相当于短路发生在直接接地的中性点附近，与反相，即θv＝180º，电压的绝对值为。
②当X ff（0）→∞时，为不接地系统，单相短路电流为零，非故障相电压上升为线电压，大小为其夹角为60º。
③当X ff（0）＝X ff（2）时，非故障相电压即等于故障前正常电压，夹角为120º。
2．两相（b相和c相）短路图8-1-4 两相短路（1）边界条件故障处的三个边界条件为用对称分量表示为整理后可得（2）方程联立求解（3）复合序网求解图8-1-5 两相短路的复合序网①短路点故障相的电流为b、c两相电流大小相等为②短路点各相对地电压为总结：两相短路电流为正序电流的倍；短路点非故障相电压为正序电压的两倍，而故障相电压只有非故障相电压的一半而且方向相反。
（4）相量图分析图8-1-6 两相短路时短路处电流电压相量图以正序电流作为参考相量，负序电流与它方向相反。
正序电压与负序电压相等，都比超前90º。
3．两相（b相和c相）短路接地图8-1-7 两相短路接地（1）边界条件故障处的三个边界条件为用序量表示的边界条件为（2）方程联立求解。
不对称短路特点总结不对称短路是电力系统中的一种常见故障，其特点与对称短路有所不同。
本文将总结不对称短路的特点，包括故障类型、故障电流、电压变化以及保护装置动作等方面。
一、故障类型不对称短路通常包括单相接地短路、两相短路和两相接地短路。
其中，单相接地短路是最常见的类型，其特点是只有一相线路对地绝缘被破坏，导致电流通过接地体形成回路。
两相短路和两相接地短路则分别指两相线路之间或两相线路对地绝缘被破坏，导致电流通过线路形成回路。
二、故障电流不对称短路时，由于三相电压不平衡，故障电流的大小和方向也不对称。
对于单相接地短路，故障电流为接地相电流；对于两相短路和两相接地短路，故障电流为两相电流之和。
此外，由于不对称短路时电流大小和方向的不对称性，故障点附近的电压分布也会受到影响。
三、电压变化不对称短路时，三相电压会出现不平衡现象。
对于单相接地短路，接地相电压为零，其他两相电压升高；对于两相短路和两相接地短路，故障相电压降低，其他两相电压升高。
此外，由于不对称短路时电流大小和方向的不对称性，故障点附近的电压分布也会受到影响。
四、保护装置动作在不对称短路时，保护装置会根据不同的故障类型和电压变化情况做出相应的动作。
例如，在单相接地短路时，零序保护装置会动作切除故障线路；在两相短路和两相接地短路时，负序保护装置会动作切除故障线路。
此外，为了确保系统的稳定运行，保护装置还会根据实际情况进行相应的调整和优化。
不对称短路是电力系统中的一种常见故障，其特点与对称短路有所不同。
为了确保系统的稳定运行和设备的安全运行，需要加强对不对称短路的监测和分析工作，及时发现和处理故障。
同时，还需要加强对保护装置的维护和调试工作，确保其正常工作和动作的准确性。
